煤炭洗選是利用煤和雜質(zhì)(矸石)的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異,通過物理、化學(xué)或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有效分離,并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。按選煤方法的不同,可分為物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤及微生物選煤等。
物理選煤是根據(jù)煤炭和雜質(zhì)物理性質(zhì)(如粒度、密度、硬度、磁性及電性等)上的差異進(jìn)行分選,主要的物理分選方法有①重力選煤,包括跳汰選煤、重介質(zhì)選煤、斜槽選煤、搖床選煤、風(fēng)力選煤等。②電磁選,利用煤和雜質(zhì)的電磁性能差異進(jìn)行分選,這種方法在選煤實(shí)際中沒有應(yīng)用。
物理化學(xué)選煤—浮游選煤(簡(jiǎn)稱浮選),是依據(jù)礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差別進(jìn)行分選,目前使用的浮選設(shè)備很多,主要包括機(jī)械攪拌式浮選和無無機(jī)械攪拌式浮選兩種。
化學(xué)選煤是借助化學(xué)反應(yīng)使煤中有用成分富集,除去雜質(zhì)和有害成分的工藝過程。目前在實(shí)驗(yàn)室常用化學(xué)的方法脫硫。根據(jù)常用的化學(xué)yao劑種類和反應(yīng)原理的不同,可分為堿處理、氧化法和溶劑萃取等。
微生物選煤是用某些自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物,直接或間接地利用其代謝產(chǎn)物從煤中溶浸硫,達(dá)到脫硫的目的。
物理選煤和物理化學(xué)選煤技術(shù)是實(shí)際選煤中常用的技術(shù),一般可有效脫除煤中無機(jī)硫(黃鐵礦硫),化學(xué)選煤和微生物選煤還可脫除煤中的有機(jī)硫。目前工業(yè)化中常用的選煤方法為跳汰、重介、浮選等選煤方法,此外干法選煤近幾年發(fā)展也很快。 一般來說,選煤廠由以下主要工藝組成:
(1)原煤準(zhǔn)備:包括原煤的接受、儲(chǔ)存、破碎和篩分。
(2)原煤的分選:目前國(guó)內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰-浮選聯(lián)合流程;重介-浮選聯(lián)合流程;跳汰-重介-浮選聯(lián)合流程;塊煤重介-末煤重介旋流器分選流程;此外還有單跳汰和單重介流程。
(3)產(chǎn)品脫水:包括塊煤和末煤的脫水,浮選精煤脫水,煤泥脫水。
(4)產(chǎn)品干燥:利用熱能對(duì)煤進(jìn)行干燥,一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。
(5)煤泥水的處理。
選煤原則流程 ,煤炭洗選的作用:
(1)提高煤炭質(zhì)量,減少燃煤污染物排放 ,煤炭洗選可脫除煤中50%-80%的灰分、30%-40%的全硫(或60%~80%的無機(jī)硫),燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO2和NOx的排放,入洗1億t動(dòng)力煤一般可減排60~70萬tSO2,去除矸石16Mt。
(2)提高煤炭利用效率,節(jié)約能源 ,煤炭質(zhì)量提高,將顯著提高煤炭利用效率。一些研究表明:煉焦煤的灰分降低1%,煉鐵的焦炭耗量降低2.66%,煉鐵高爐的利用系數(shù)可提高3.99%;合成氨使用洗選的無煙煤可節(jié)煤20%;發(fā)電用煤灰分每增加1%,發(fā)熱量下降200~360J/g,每度電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加2~5g;工業(yè)鍋爐和窯爐燃用洗選煤,熱效率可提高3%~8%;
(3)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力 ;發(fā)展煤炭洗選有利于煤炭產(chǎn)品由單結(jié)構(gòu)、低質(zhì)量向多品種、高質(zhì)量轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)化。我國(guó)煤炭消費(fèi)的用戶多,對(duì)煤炭質(zhì)量和品種的要求不斷提高。有些城市,要求煤炭硫分小于0.5%,灰分小于10%,若不發(fā)展選煤便無法滿足市場(chǎng)要求。
(4)減少運(yùn)力浪費(fèi) ;由于我國(guó)的產(chǎn)煤區(qū)多遠(yuǎn)離用煤多的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),煤炭的運(yùn)量大,運(yùn)距長(zhǎng),平均煤炭運(yùn)距約為600公里,煤炭經(jīng)過洗選,可去除大量雜質(zhì),每入洗100Mt原煤,可節(jié)省運(yùn)力9600Mt.km。
洗選方式一般有跳汰工藝、重介工藝、風(fēng)力選煤等。當(dāng)然,隨著科技的進(jìn)步及時(shí)代的發(fā)展,處于攻關(guān)或業(yè)已投入的某些特殊洗選工藝也將得到進(jìn)一步的發(fā)展并替代傳統(tǒng)工藝。